Homeostasis de cobre en Salmonella enterica : análisis transcripcional y funcional del sistema Scs y otros sistemas involucrados

Abstract

S. enterica subespecie enterica serovar Typhimurium es uno de los serovares no tifoideos más comúnmente aislados en el mundo y tiene la capacidad de persistir y proliferar en el medio ambiente desarrollando un estilo de vida cíclico hospedadorambiente externo-hospedador. En estos hábitats S. Typhimurium encuentra metales de transición esenciales y/o tóxicos que pueden afectar su sobrevida cuando su concentración supera un umbral determinado. Este patógeno ha desarrollado sistemas que le permiten monitorear iones de cobre y modular la expresión de factores involucrados en la remoción de este metal para mantener su homeostasis y prevenir su toxicidad. El regulador transcripcional CueR detecta de manera específica los iones de Cu(I) en el citoplasma e induce la transcripción de copA, cuiD y cueP. Los productos de estos genes participan en forma directa y específica en la resistencia al metal. Salmonella dispone además de sistemas no específicos de respuesta a estrés celular que son importantes moduladores de las respuesta global a metales. En este trabajo de Tesis vinculamos al sistema de dos componentes de respuesta a estrés de envoltura CpxR/CpxA con la homeostasis de cobre en Salmonella. En el Capítulo I, dilucidamos el rol fisiológico de la regulación coordinada de cueP por parte de CueR y de CpxR/CpxA. Demostramos que la función de CueP frente al estrés por cobre en anaerobiosis depende de esta co-regulación, y que este control transcripcional estricto es necesario para permitir la expresión de CueP únicamente en las condiciones ambientales dónde es requerida. Asimismo estudiamos en detalles los aspectos mecanísticos de esta regulación, demostrando que son requeridos tanto la forma metalada de CueR (CueRCu), como CpxR fosforilado (CpxR~P) para promover la formación de complejos activos y productivos para el inicio de la transcripción de cueP. En el Capítulo II identificamos a los genes del locus scs, específicos de este patógeno, como nuevos miembros del regulón Cpx, profundizando en el vínculo entre la respuesta Cpx y el equilibrio de los niveles de cobre que generan estrés en la envoltura de Salmonella. Demostramos que la inducción por cobre de estos genes depende de la activación por parte del sistema Cpx. La sobrevida y persistencia de Salmonella también puede ser afectada por un desbalance entre la producción de especies reactivas y la producción y/o acción de los antioxidantes. En este trabajo avanzamos en la caracterización de sistemas extracitoplasmáticos que participan en la protección contra el daño oxidativo en la envoltura bacteriana.